PROBACA.COM – Bayangkan seluruh isi alam semesta seperti dua kubu yang jumlahnya hampir sama: materi dan antimateri. Begitu bertemu, keduanya saling melenyapkan dan berubah menjadi energi. Kalau jumlahnya benar-benar imbang, seharusnya tidak ada bintang, planet, atau kita yang sedang membaca artikel ini.
Namun, kenyataannya tidak begitu. Pada masa-masa awal setelah Big Bang, materi tampaknya mendapat “bonus” kecil—jumlahnya sedikit lebih banyak daripada antimateri. Setelah sebagian besar pasangan itu saling memusnahkan, sisa materi inilah yang kemudian menjadi bahan baku alam semesta.
Mengapa materi bisa unggul tipis? Para peneliti dari University of Southampton dan Indian Institute of Technology Kanpur mengusulkan satu kandidat yang menarik: kerabat neutrino yang lebih berat, tetapi selama ini nyaris dilupakan.
Neutrino sendiri merupakan partikel yang sangat ringan dan jarang berinteraksi dengan materi biasa. Nah, partikel yang dibahas dalam penelitian ini disebut decoupled heavy neutrino—neutrino berat yang “terlepas” atau sangat lemah hubungannya dari partikel-partikel lain.
Karena interaksinya lemah, partikel ini sebelumnya dianggap terlalu tidak penting untuk memengaruhi jalannya alam semesta. Ibarat tamu yang duduk diam di pojok pesta, keberadaannya ada, tetapi diperkirakan tidak akan mengubah suasana.
Ternyata, sifat lain dari partikel ini bisa membuatnya penting: umurnya sangat panjang. Menurut perhitungan para peneliti, neutrino berat tersebut mungkin bertahan cukup lama ketika alam semesta mendingin setelah Big Bang. Dalam suatu periode singkat, ia bahkan bisa mendominasi kepadatan energi alam semesta.
“Neutrino berat yang terlepas ini sudah lama dianggap sebagai detail latar belakang yang tidak relevan dalam fisika partikel,” kata Dr. Rishav Roshan dari University of Southampton, salah satu penulis studi. “Namun, partikel ini meluruh sangat lambat. Saat kosmos mendingin setelah Big Bang, ia hidup cukup lama hingga untuk sementara mengambil alih kepadatan energi alam semesta dan memicu periode yang didominasi materi.”
Dominasi sementara itu diduga dapat mengubah cara alam semesta awal berkembang. Efeknya bukan seperti partikel tersebut langsung “memilih” materi dan menyingkirkan antimateri, melainkan dengan mengubah kondisi tempat berbagai proses penting berlangsung.
Salah satu kondisi itu adalah suhu ketika partikel-partikel fundamental—termasuk elektron dan lepton lain—berinteraksi dengan antipartikelnya melalui mekanisme yang melibatkan boson Higgs dalam Model Standar fisika partikel.
Boson Higgs adalah partikel fundamental yang berkaitan dengan mekanisme pemberian massa kepada banyak partikel elementer. Dalam skenario yang diajukan para peneliti, neutrino berat tadi menggeser suhu ketika interaksi penting yang melibatkan Higgs berlangsung.
Perubahan suhu ini bisa diibaratkan seperti menggeser waktu pergantian lampu lalu lintas. Prosesnya tetap terjadi, tetapi urutan dan momennya berubah. Perubahan kecil itu mungkin memengaruhi bagaimana ketimpangan antara materi dan antimateri terbentuk.
“Suhu ini bertindak seperti sakelar yang membentuk bagaimana ketidakseimbangan materi-antimateri terbentuk,” ujar Roshan.
Gagasan tersebut menantang anggapan lama bahwa partikel dengan interaksi sangat lemah pasti tidak punya pengaruh besar. Justru karena berumur panjang, neutrino berat itu mungkin sempat memainkan peran kosmik sebelum akhirnya meluruh.
Penelitian ini juga menawarkan cara untuk menguji gagasan tersebut. Jika partikel itu benar-benar pernah mendominasi energi alam semesta, ia mungkin meninggalkan jejak pada sejarah pengembangan kosmos yang sangat awal.
Dr. Sudipta Show dari Indian Institute of Technology Kanpur, salah satu penulis studi, mengatakan perubahan dramatis pada laju ekspansi alam semesta muda dapat meninggalkan pola tertentu pada gelombang gravitasi primordial.
Gelombang gravitasi adalah riak pada struktur ruang dan waktu. Sementara itu, gelombang gravitasi primordial merupakan sinyal yang diduga berasal dari proses-proses pada masa sangat awal alam semesta. Karena membawa informasi dari zaman yang amat jauh, sinyal ini bisa menjadi semacam “rekaman fosil” kosmik.
Menurut teori baru tersebut, dominasi singkat neutrino berat mungkin meninggalkan tanda khas pada gelombang gravitasi purba. Jika suatu hari pola itu berhasil dideteksi, para ilmuwan bisa memperoleh petunjuk apakah partikel yang terlupakan ini benar-benar ikut memengaruhi evolusi awal alam semesta.
Untuk saat ini, penjelasan tersebut masih bersifat teoretis. Belum ada bukti pengamatan yang memastikan neutrino berat itu pernah mengambil alih energi kosmos. Namun, hasil penelitian yang diterbitkan di Physical Review Letters, jurnal milik American Physical Society, membuka jalur baru untuk membahas salah satu misteri terbesar kosmologi.
Jadi, alasan kita bisa berada di sini mungkin tidak hanya bergantung pada partikel-partikel yang mudah ditemukan. Bisa jadi, sebuah partikel yang dianggap terlalu lemah dan tidak penting justru sempat mengubah “aturan main” alam semesta pada momen yang menentukan.
Nah, materi mungkin memenangkan pertandingan kosmik melawan antimateri bukan dengan kekuatan besar, melainkan karena dibantu pemain yang hampir tak terlihat—neutrino berat yang dulu dianggap cuma penonton.
***
DISCLAIMER: Sebagian proses pengolahan artikel ini dibantu oleh teknologi AI. Pembaca disarankan memverifikasi kembali data dan informasi melalui sumber resmi atau sumber primer
Disadur dari ScienceDaily
